JPS5914274B2 - 含リン酸排水の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含リン酸排水の処理に係り、製鉄所転炉から廃
棄物として発生する転炉スラグを利用して含リン酸排水
中のリン酸およびＳＳ分を有効に除去し得る方法を提供
しようとするものである。

排水中のリン酸塩を除去することに関しては従来第１図
に示すような凝集沈殿方式が主として行われている。

即ち急速撹拌槽１１と緩速撹拌槽１２に対して凝集沈殿
池１３を連結し、この沈殿池１３に処理水槽１４を接続
し、原水１５と凝集剤１９とを前記急速撹拌槽１１に導
入して急速撹拌してから緩速撹拌槽１２を経て沈殿池１
３に送り込み、その後の沈殿処理水１８を処理水槽１４
で処理するもので、該処理水槽１４からポンプ１６で濾
過機構１７に送り、その後適宜に滅菌処理して放流する
ものであって凝集沈殿剤としては硫酸バンド、ＰＡＣ，
石灰、塩化第２鉄、高分子凝集剤等が用いられている。

ところがこのような従来法によるものは汚泥発生量が多
く、又上記凝集剤などが高価でランニングコストが嵩み
、排水中のリン酸塩濃度の時間的変動に応じて薬品注入
量を調節し或いはその他の維持管理が困難であり、勿論
広大な設備敷地面積が必要で、凝集沈殿槽からのフロッ
クがオーバフローすることを防止するために濾過機構の
設置が不可欠であるなどの不利欠点がある。

本発明は上記したような従来のものの不利、欠点を除去
するように研究して創案されたものであって、転炉より
発生するスラグを１０ｍｍ以下に粉砕したものを充填し
た層中に前記リン酸分およびＳＳ分を含有した排水を通
過接触させることによりそれらを有効に除去することに
成功した。

即ち本発明者等は上記した従来法における如き高価な凝
集剤を必要としない含リン酸排水の処理法について検討
を重ねた結果、製鉄所転炉から発生する転炉スラグが卓
越した除去作用を発揮することを発見し本発明を得たも
のであって、このような転炉スラグによる排水中リン酸
分除去機能の仔細については必ずしも明確な解明をなし
得ないが、前記転炉スラグについての一般的な成分組成
は概ね次の第１表に示す通りである。

即ち５０％前後がカルシウムであって、一方リン酸を含
有した排水の代表例である下水二次処理水中におけるリ
ン酸分はその大部分がＰＯ４３−の形態で溶存している
ことは一般に知られている通りである。

然してこのような形態をもった排水中のリン酸分が前述
したような成分組成の転炉スラグと接触すると、該転炉
スラグ主成分であるカルシウムと反応して難溶性の、例
えばヒドロキシアパタイト（Ｃａ５ （ＰＯ４）３ （
ＯＨ） ）を形成することが考えられ、このヒドロキシ
アパタイトが下記のように作用することによって該排水
中のリン酸分が除去されることとなるものと推定され、
又排水中８８分の如きも同様に除去されることとなる。

■ 上記ヒドロキシアパタイトが転炉スラグ表面におい
て晶析する。

■ 転炉スラグ成分のカルシウム及びマグネシウム等が
排水と接触することにより形成される炭酸カルシウム及
び水酸化マグネシウムなどのフロックにヒドロキシアパ
タイトが吸着し、このフロックが転炉スラッグ粒子の沢
過作用によってＰ層中に捕捉される。

■ 排水中８８分についても同じくＦ層中に捕捉される
。

用いられる転炉スラグについては前述したような排水と
の接触による捕捉性用を高めるためにそれなりに破砕す
ることが好ましいことは明かであるが、本発明によるも
のが後述する実施例のように効率の高い除去作用を示し
、又対称とされる排水が多量たることを一般とするから
それなりの通水ないし濾過速度を必要とし、このような
濾過速度はＰ層粒子の微細化によって低下する傾向もあ
るから夫々の設計条件に応じて一般的に１０ｍｍ以下の
如きにおいて適当な粒度組成を選ぶ。

勿論殊更に整粒する必要がなく、粒度組成の混合したも
のでもよい。

本発明方法を実施するための装置として本発明者等が具
体的に設計した装置の１例は第２図に示す通りであって
、タンク１の底部に適当な空間部２を形成して支持部材
３を設け、該支持部材３上に砂利層４を形成して１０ｍ
ｍ以下に破砕された転炉スラグ層５を形成し、前記空間
部からの導出管６をｐＨ調整槽９に導き、ＨＣ７又はＨ
２ＳＯ４などを適当に添加してｐＨを調整してから必要
に応じて滅菌処理し放流するように成っている。

なおタンク１の上部には逆洗浄水の排水ロア及び回転式
表洗機８などを設けて転炉スラグ層５がＳＳなどで詰っ
た場合に重力式砂濾過機構の逆洗浄と同じ要領で詰った
ＳＳなどを系外に排出するようにされている。

なおこの第２図に示したものは本発明方法を実施するた
めの装置の１例であって、本発明によるものは要するに
含リン酸排水を転炉スラグ粒子による充填層を通過させ
ればよいものであることから種々の装置において実施し
得る。

例えば適当なヘッド差を採って含リン酸排水を受入れる
前置タンクを用い、該前置タンクから前記のように転炉
スラグ層５を充填形成したタンク１の底部にそのヘッド
差により（或いはポンプ圧送圧で）排水を導入し、処理
済み水をタンク１の頂部からオーバフローさせる上昇流
形式を採用してよく１．又上位から下位に流れる水路中
の排水の流れに対して転炉スラグ粒子を充填した層を横
断設置する形式を採用することができる。

それらの何れの型式によっても後述する実施例のような
接触時間などを確保することにより同様な除去効果を得
ることができ、特別な撹拌や沈殿を必要としないので何
れにしても設備が簡易で安定した操業をなし得る。

上記したような装置による具体的実施例について説明す
ると以下の如くである。

実施例 １ 第２図に示したような装置のタンク１において支持部材
３上に厚さ３０ｃｆｒＬの砂利層４を形成し、該砂利層
４上に１４〜３２メツシユ（０，５〜１．１９龍）の粒
度とされた嵩密度がＬ７９／ｃｎｌの転炉スラグを高さ
５０ＣｒｆＬに充填し、このタンク１に対して下水二次
処理水である原水を接触時間３ｍ１Ａ（線速ＬＶ ：
１０ ｍ／ｈ ｒ、空間速度ＳＶ：２０１／ｈｒ ）で
通水させた。

原水及び処理水におけるリン酸分、ＳＳその他の測定結
果は次の第２表に示す通りである。

即ちＬ Ｖ ： １０ ｍ／ｈｒという急速砂沢過に相
当した水量を通水したものであるが、原水のＰＯ４−Ｐ
；２．Ｏｍｑ／ｌに対し処理水のそれはｔｒであって、
ＰＯ２−Ｐ除去率は１００％であり、又原水のＳＳ；２
２、 Ｏｍｔ；ｐ／ １３に対して処理水のそれは１■
／ｌ以下となり、ＳＳ除去率も９５％以上を得ることが
でき、脱リンとＳＳ除去を兼ねた処理たることが確認さ
れた。

なお処理水のｐＨが約１１と高くなるので処理カラムに
ｐＨ処理槽を設けて適当な酸を添加しそのｐＨ値を排水
基準値５．８〜８．６の範囲として放流する。

実施例 ２ 実施例１により本発明のものが優れた脱リン酸及びＳＳ
除去効果を示すことが確認されたので、転炉スラグの破
砕粒度を変化させることについて検討した。

即ち粒度を異にした各種の転炉スラグを準備し、これら
の転炉スラグを第２図に示したタンク１に対して詰め替
え、又ＬＶおよびＳ■を変化させて各種の通水処理を行
った。

供試原水は下水二次処理水であってＰＯ２−Ｐが２．０
２ｍ９／Ｖ１ＳＳが２２１ｎ９／ｌのものであり、転炉
スラグ濾過層の高さは実施例１におけると同じに５０ｃ
ＴＬで、戸材嵩密度も１．７ ｇ／ｃｒｔｔ、原水の水
温は２２℃であるが、得られた結果を整理して示すと次
の第３表の通りであった。

即ち沢材粒径が実施例１におけると実質的に同じである
０、５〜１．２朋の場合には除去効率が最もよく、実施
例１におけると同じ結果が得られ、又Ｐ材粒径が１．２
〜２．３ｍｍの場合でもＰＯ４−Ｐ除去率９９．０％、
ＳＳ除去率９０．９％で好ましい結果を得ることができ
る。

これらに対し炉材たる転炉スラグ粒径が２．３〜９．５
朋の場合は除去効率が２３ｍｖｔ以下の卓越した結果に
比較すれば相当に劣るけれどもＬＶを２．５ ｍ／ ｈ
ｒとしたときにはＰＯ４−Ｐ除去率が８５．６％で、Ｓ
Ｓ除去率は５０．９％であり、実地的にそれなりの効果
を有している。

然してこの転炉スラグ粒径２．３〜９．５朋のものにお
いてはその破砕が簡易であって、又殊更に細粒分を除去
する必要もないことは固よりであ頃具体的な除去処理に
際してこれら粒度のものを適当に混合してよいことは萌
かである。

即ちこの混合の場合においてはその粒度混合比率に応じ
て除去率がそれなりに変動するが、何れにしても１０ｍ
ｒｎ以下のものを用いた場合において第３表における最
低レベル以上の除去率を得しめることは明かであって、
勿論１０ｍｍ以上のものがそれなりに混入してもよく、
特にｐ材粒径２．３ ｕｒｎ以下の場合にはＰＯ，−Ｐ
除去率９９％以上、ＳＳ除去率９０％以上を確保するこ
とができることが確認された。

以上説明したような本発明によるときは転炉スラグを利
用して排液中の有効なリン酸分の除去処理をなすことが
でき、薬品としては補助的なｐＨ調整剤だけで簡易に放
流できるのでランニングコストを頗る低床であり、８８
分も同時に有効に除去し得ると共に汚泥は逆洗時に逆洗
排水として発生するだけであってその発生量も少く、除
去処理の維持管理が容易であって、更には排水中のリン
酸塩濃度の比較的広い範囲に亘って安定した処理結果を
得しめ、或いは処理設備がコンパクトで設備費や敷地面
積が少く、涙過機能も具備することから特別なア過設備
を附設する必要がないなどの多くの優れた作用効果を有
しており、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は従来技術によるリン酸塩除去処理設備の１例を示した
説明図、第２図は本発明によるものの１例を示した説明
図である。 然してこれらの図面において、１は処理タンク、２は空
間部、３は支持部材、４は砂利層、５は転炉スラグ層、
６は導出管、７は排出口、８は回転式表洗機、９はｐＨ
調整槽を夫々示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 転炉より発生するスラグの破砕物を槽内に充填して
   形成した充填層中にリン酸分を含有した排水を通水して
   接触させ、該排水の脱リン及び８８分除去を同時に行う
   ことを特徴とする含リン酸排水の処理法。 ２ 転炉より発生するスラグを１０ｍ７Ｉｔ以下、特に
   ２．３龍以下に破砕した細砕物を用いる特許請求の範囲
   第１項に記載の含リン酸排水の処理法。 ａ ＳＳ分などをも含有した排水を通水してＳＳ分の
   除去Ｐ別をも図る特許請求の範囲第１項に記載の含リン
   酸排水の処理法。